(57)【要約】【課題】気体圧により駆動され、小型で位置精度のよいテーブル送り機構を提供することである。【解決手段】Ｘテーブル送り機構は、１組の平行ガイドバー３２ａ，３２ｂと仕切板３４を有するＨ形支持台３０と、Ｈ形支持台３０に支持されるテーブル５０を含む。Ｈ形支持台３０とテーブル５０との協働により、前板５６ａと仕切板３４と図示されていない上板と下板５２ｂで囲まれる前気体室６０ａと、後板５６ｂと仕切板３４と図示されていない上板と下板５２ｂで囲まれる後気体室６０ｂとが形成される。Ｈ形支持台３０の内部に気体流路が設けられ、前気体室６０ａに気体圧Ｐ1（Ｘ）、後気体室６０ｂに気体圧Ｐ2（Ｘ）が供給され、その差圧により、テーブル５０をＨ形支持台３０に対して移動させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が支持された１組の平行ガイドバーと、両ガイドバーを連結した仕切り板とを有するＨ形支持台と、平行ガイドバーに案内される箱状の外枠移動テーブルと、外枠移動テーブルとＨ形支持台との協働により仕切り板の前後に形成される気体室と、各気体室に気体を供給する気体源と、両気体室に供給される気体の差圧によりＨ形支持台に対する外枠移動テーブルの相対送り運動を制御する制御部と、を備えることを特徴とするテーブル送り機構。
【請求項２】
請求項１に記載のテーブル送り機構において、Ｈ形支持台は、気体源と各気体室とをそれぞれ連通させる気体流路を内部に含むことを特徴とするテーブル送り機構。
【請求項３】
請求項１に記載のテーブル送り機構において、外枠移動テーブルをＨ形支持台に対し気体圧で支持する気体軸受部を備えることを特徴とするテーブル送り機構。
【請求項４】
請求項３に記載のテーブル送り機構において、外枠移動テーブルは、上板と、下板と、上板と下板とを連結する両側面板及び両前後板と、両側面板及び両前後板との間に設けられ平行ガイドバーを通す案内穴と、を含み、気体軸受部は、Ｈ形支持台と上板との間、Ｈ形支持台と下板との間、及び各案内穴の内壁とＨ形支持台との間にそれぞれ設けられることを特徴とするテーブル送り機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーブル送り機構に係り、特に気体圧により駆動されるテーブル送り機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
物を搬送し、あるいは位置決めを行うためにテーブル送り機構が広く用いられている。例えば、半導体製造において、ウエファ等をテーブルに保持して次工程に搬送するのにテーブル送り機構が用いられ、また露光装置やボンディング装置等のように、精密な位置決めの下で作業を行うことが求められるものには、２次元平面の任意の位置に位置決めを行うために精密な動きをするＸＹテーブルが用いられる。
【０００３】
これらテーブル送り機構において、テーブルを移動させる駆動源として精密モータが知られているが、この他に、モータによる騒音や振動等の問題がない気体圧制御アクチュエータが用いられる。気体圧制御アクチュエータとは、いわゆるシリンダ・ピストン機構を用いるもので、シリンダとピストンの協働によりシリンダ内部のピストンの前後に気体室を形成し、両気体室に供給する気体圧を制御することでピストンを精密に移動させるものである。気体圧制御アクチュエータのピストンにテーブルを接続することにより、気体圧により駆動されるテーブル送り機構を得ることができる。そして、このテーブル送り機構の移動方向をＸ方向として、そのテーブルの上に、さらにもう１つＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動するテーブル送り機構を搭載することで、ＸＹテーブル送り機構を構成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、気体圧アクチュエータのピストンにテーブルを接続する方式では、テーブルの外側に気体圧アクチュエータを設けることになり、設置面積等が大きくなり、小型化に問題がある。特に、ＸＹテーブルの場合は、ＸテーブルとＹテーブルのそれぞれに気体圧アクチュエータを設けることが必要な上に、いずれかの気体圧アクチュエータがテーブルの上に搭載して移動する必要が生じ、テーブル負荷が重くなり、気体圧アクチュエータ自身が大型化する問題があるとともに、全体が大きくなり構成が複雑となる。
【０００５】
また、気体圧アクチュエータのピストンをそのままテーブル移動の案内軸とすると、ピストンはその軸周りに回転自由度を有するため、テーブルの移動にヨーイングが生じ、位置精度がよくない。そのためにはテーブルに別途平行ガイドバー等の平行移動案内を設けることが好ましいが、やはり小型化に問題を生ずる。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、気体圧により駆動されるテーブル送り機構において、位置精度がよく小型化が可能なテーブル送り機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るテーブル送り機構は、両端が支持された１組の平行ガイドバーと、両ガイドバーを連結した仕切り板とを有するＨ形支持台と、平行ガイドバーに案内される箱状の外枠移動テーブルと、外枠移動テーブルとＨ形支持台との協働により仕切り板の前後に形成される気体室と、各気体室に気体を供給する気体源と、両気体室に供給される気体の差圧によりＨ形支持台に対する外枠移動テーブルの相対送り運動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、Ｈ形支持台は、気体源と各気体室とをそれぞれ連通させる気体流路を内部に含むことが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係るテーブル送り機構において、外枠移動テーブルをＨ形支持台に対し気体圧で支持する気体軸受部を備えることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係るテーブル送り機構において、外枠移動テーブルは、上板と、下板と、上板と下板とを連結する両側面板及び両前後板と、両側面板及び両前後板との間に設けられ平行ガイドバーを通す案内穴と、を含み、気体軸受部は、Ｈ形支持台と上板との間、Ｈ形支持台と下板との間、及び各案内穴の内壁とＨ形支持台との間にそれぞれ設けられることが好ましい
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、外枠移動テーブルとＨ形支持台との協働によりＨ形支持台の仕切り板の前後に気体室が形成され、両気体室に気体圧を供給することで、外枠移動テーブルをＨ形支持台の平行ガイドバーの案内に沿って移動させることができる。このように、移動テーブルの内部に気体室が形成されるので、全体の大きさが小型となる。また、平行ガイドバーの案内により、テーブルの移動におけるヨーイングが抑制でき、位置精度がよくなる。
【００１２】
また、両気体室への気体圧の供給がＨ形支持台の内部に設けられた気体流路により行うことができ、より小型化が可能となる。
【００１３】
また、気体軸受を用いてＨ形支持台に対し外枠移動テーブルを浮上させることができるので、位置精度がより向上する。
【００１４】
以上述べたように、本発明に係るテーブル送り機構によれば、気体圧により駆動され、小型化を可能にし、位置精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。図１は、ＸＹテーブル送り機構１０の斜視図である。ＸＹテーブル送り機構１０は、ベース１２の上に設けられ、図に示すＸ方向にテーブル５０が移動するＸテーブル送り機構２０と、テーブル５０に取り付けられ、Ｙ方向にテーブル１００が移動するＹテーブル送り機構７０とを含んで構成される。
【００１６】
Ｘテーブル送り機構２０は、ベース１２に固定される１組の固定ブロック２２ａ，２２ｂの間に支持される１組の平行ガイドバー３２ａ，３２ｂと、平行ガイドバー３２ａ，３２ｂに案内されるテーブル５０を含む。テーブル５０の移動は、後述するようにテーブル５０の内部に形成される２つの気体室への気体圧の制御によって行われる。この気体室への気体圧Ｐ1（Ｘ），Ｐ2（Ｘ）の供給は、固定ブロック２２ａの端部に設けられた気体供給口２４ａ，２４ｂから平行ガイドバー３２ａ，３２ｂの内部を経由して行われる。
【００１７】
Ｙテーブル送り機構７０は、テーブル５０の両端面に取り付けられた接続プレート７２ａ，７２ｂの間に、テーブル５０の上面から十分離して支持される１組の平行ガイドバー８２ａ，８２ｂと、平行ガイドバー８２ａ，８２ｂに案内されるテーブル１００を含む。Ｘテーブル送り機構２０の場合と同様に、テーブル１００の移動は、その内部に形成される２つの気体室への気体圧Ｐ1（Ｙ），Ｐ2（Ｙ）の制御によって行われ、気体圧Ｐ1（Ｙ），Ｐ2（Ｙ）の供給は、接続プレート７２ａ，７２ｂの端部に設けられた気体供給口７４ａ，７４ｂから平行ガイドバー８２ａ，８２ｂの内部を経由して行われる。
【００１８】
Ｘテーブル送り機構２０及びＹテーブル送り機構７０の位置等をフィードバックして気体圧Ｐ1（Ｘ），Ｐ2（Ｘ），Ｐ1（Ｙ），Ｐ2（Ｙ）を制御するには、周知の気体圧制御弁等を用いることができる。
【００１９】
Ｘテーブル送り機構２０とＹテーブル送り機構７０とは、平行ガイドバーの支持の相手方が異なるが、その作用は同じであるので、同じ基本構成のテーブル送り機構を用いることができる。そこで以下では、Ｘテーブル送り機構２０に代表させて、さらに詳細な構成を説明する。
【００２０】
図２は、Ｘテーブル送り機構２０の斜視図である。Ｘテーブル送り機構２０のテーブル５０は、テーブル５０の上下面を形成する上板５２ａと下板５２ｂ、上板５２ａと下板５２ｂとを連結する２つの側面板５４ａ，５４ｂと、前板５６ａと後板５６ｂ（図２では隠れて図示されていない）とで外枠が構成され、両側面板５４ａ，５４ｂと、前板５６ａ、後板５６ｂとの間は、平行ガイドバー３２ａ，３２ｂを通す案内穴となっている。すなわち、側面板５４ａ，５４ｂ、前板５６ａ、後板５６ｂの高さは、平行ガイドバー３２ａ，３２ｂの厚みより僅かに大きい値に設定される。また、平行ガイドバー３２ａ，３２ｂの端部には、気体圧Ｐ1（Ｘ），Ｐ2（Ｘ）が供給される気体供給口４０ａ，４０ｂが設けられる。
【００２１】
Ｘテーブル送り機構２０の大きさの一例を示すと、ストロークを約７ｃｍとして、例えば、上板５２ａと下板５２ｂの大きさを約１５ｃｍ角で厚み約１ｃｍとし、側面板５４ａ，５４ｂ、前板５６ａ、後板５６ｂは、幅及び高さをそれぞれ約１．５ｃｍとすることができる。また、平行ガイドバー３２ａ，３２ｂは、幅を約３ｃｍ、厚みを約１．５ｃｍとすることができる。また、これらの材質は、ステンレス鋼、アルミ、セラミック、硬質プラスチック等を用いることができる。
【００２２】
図３は、Ｘテーブル送り機構２０の上板５２ａを外した状態を示す図である。１組の平行ガイドバー３２ａ，３２ｂは、その間が仕切板３４により連結され、全体としてＨ形の形状をなす。すなわち、１組の平行ガイドバー３２ａ，３２ｂと仕切板３４とで、テーブル５０を支持するＨ形支持台３０を構成する。仕切板３４の高さは、１組の平行ガイドバー３２ａ，３２ｂの厚みと同じに設定される。なお、１組の平行ガイドバー３２ａ，３２ｂと仕切板３４とは一体で形成されるのが好ましいが、それぞれを別個に作成し、組み立てることでもよい。
【００２３】
図３に示されるように、Ｈ形支持台３０とテーブル５０との協働により、前板５６ａと仕切板３４と上板５２ａと下板５２ｂで囲まれる空間と、後板５６ｂと仕切板３４と上板５２ａと下板５２ｂで囲まれる空間とが形成される。この空間を、仕切板３４の前後に形成される気体室という意味で、前気体室６０ａと後気体室６０ｂと呼ぶことにする。
【００２４】
図４、図５は、Ｘテーブル送り機構２０における気体の流路関係を示す側面図と、平面図である。図５の平面図においては、図４のＡ−Ａ線におけるテーブル５０の一部破断図を示してある。これらの図に示すように、固定ブロック２２ａと平行ガイドバー３２ａ，３２ｂと仕切板３４の内部には、途中に漏れのないようにして２系列の気体流路３６ａ，３６ｂが設けられる。気体流路３６ａは、気体圧Ｐ1（Ｘ）の気体供給口４０ａと、仕切板３４に設けられ前気体室６０ａに向かって開口した気体吐出口３８ａとを連通し、気体流路３６ｂは、気体圧Ｐ2（Ｘ）の気体供給口４０ｂと、仕切板３４に設けられ後気体室６０ｂに向かって開口した気体吐出口３８ｂとを連通する。この構成により、前気体室６０ａには気体圧Ｐ1（Ｘ）が供給され、後気体室６０ｂには気体圧Ｐ2（Ｘ）が供給される。
【００２５】
このようにして、気体圧Ｐ1（Ｘ），Ｐ2（Ｘ）を気体供給口２４ａ，２４ｂから供給することで、前気体室６０ａに気体圧Ｐ1（Ｘ）が供給され、後気体室６０ｂに気体圧Ｐ2（Ｘ）が供給され、その差圧により、テーブル５０をＨ形支持台３０、すなわちベース１２に対して移動させることができる。そこで、図示されていない気体圧制御弁を用い、Ｘテーブル送り機構２０の位置、また必要に応じ速度、加速度等をフィードバックして気体圧Ｐ1（Ｘ），Ｐ2（Ｘ）を制御することで、テーブル５０を所定の位置に移動させることができる。例えば、Ｘテーブル送り機構２０の大きさ等を上記の例として、最大差圧を約５バールのとき、５００−１０００Ｎの推力を出すものとすることができる。
【００２６】
つぎに、Ｘテーブル送り機構２０に設けられる気体軸受について説明する。図５に示されるように、固定ブロック２２ｂには、気体軸受のための別の気体供給口２６が設けられる。この気体供給口２６には、例えば８バール等の一定の気体圧Ｐ0が供給される。そして、固定ブロック２２ｂと平行ガイドバー３２ａ，３２ｂの内部には、途中に漏れのないようにして２系列の気体流路４２ａ，４２ｂが設けられる。これらの気体流路４２ａ，４２ｂは、平行ガイドバー３２ａ，３２ｂと左右の側面板５４ａ，５４ｂとの間に設けられた気体軸受用吹出溝４４ａ，４４ｂに、気体圧Ｐ0を供給する機能を有する。
【００２７】
図６は、図３の状態からさらにＨ形支持台３０を取り外したときのテーブル５０の様子を示す斜視図である。図６に示すように、Ｈ形支持台がはまり込む部分に、気体軸受用吹出溝４４ａ，４４ｂから一端が始まる複数の浅溝６２，６４，６６ａ，６６ｂが設けられる。これらの浅溝の深さは、テーブル５０におけるＨ形支持台３０の案内穴のクリアランスと、供給される気体圧Ｐ0等の条件により定めることができる。例えば、案内穴とＨ形支持台３０とのクリアランスを約７μｍとし、Ｐ0＝８バールのときは、浅溝の深さを約３−２０μｍとすることができる。
【００２８】
すなわち、下板５２ｂには、Ｘ方向に走り、テーブル５０の前板５６ａ又は後板５６ｂ側の端面の大気側に向かって開口する排気用浅溝６６ａ，６６ｂが設けられる。また、下板５２ｂには、気体軸受用吹出溝４４ａ，４４ｂに一端を有し、Ｙ方向に沿って排気用浅溝６６ａ，６６ｂに向かう複数の幅広浅溝６２が設けられる。幅広浅溝６２の他端は、排気用浅溝６６ａ，６６ｂに至る手前で終縁となる。幅広浅溝６２の一部は、気体軸受用吹出溝４４ａ，４４ｂからＹ方向に沿って延びたのちＸ方向に曲がり、テーブル５０の前板５６ａ又は後板５６ｂ側の端面の大気側に向かう。このときも、大気側端に至る手前で幅広浅溝６２は終縁する。上板５２ａにも同様の排気用浅溝及び幅広浅溝が設けられる。
【００２９】
また、側面板５４ａ，５４ｂには、気体軸受用吹出溝４４ａ，４４ｂに一端を有し、Ｙ方向に沿ってテーブル５０の前板５６ａ又は後板５６ｂ側の端面の大気側に向かう複数の幅広浅溝６４が設けられる。このときも、大気側端に至る手前で幅広浅溝６２は終縁する。
【００３０】
図７は、Ｈ形支持台３０とテーブル５０との間で気体軸受作用が生ずる様子を示す図である。気体圧Ｐ0の気体は、気体軸受用吹出溝４４ａに吹き出したのち、上記の例で（約３−２０μｍ）＋（クリアランス約７μｍ）の隙間の浅溝６２，６４を流れる。そして、その終縁から大気圧側に向けては（クリアランス約７μｍ）の隙間を流れるように流れが絞られる。この流れの表面絞り効果により、Ｈ形支持台３０とテーブル５０との間に流体的浮上力が生ずる。
【００３１】
したがって、テーブル５０はＨ形支持台３０に対し、流体的に浮上した状態で移動することが可能となり、滑らかな運動とすることができて、位置精度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
物を搬送する搬送用テーブル送り機構、作業における位置決め手段としてのＸＹテーブル等のテーブル送り機構に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る実施の形態におけるＸＹテーブル送り機構の斜視図である。
【図２】本発明に係る実施の形態におけるＸテーブル送り機構の斜視図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、Ｘテーブル送り機構の上板を外した状態を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、Ｘテーブル送り機構における気体の流路関係を示す側面図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、Ｘテーブル送り機構における気体の流路関係を示す平面図である。
【図６】図３の状態よりさらにＨ形支持台を取り外したときのテーブルの様子を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、気体軸受作用が生ずる様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ＸＹテーブル送り機構、２０  Ｘテーブル送り機構、３０  Ｈ形支持台、３２ａ，３２ｂ，８２ａ，８２ｂ  平行ガイドバー、３４  仕切板、３６ａ，３６ｂ，４２ａ，４２ｂ  気体流路、４４ａ，４４ｂ  気体軸受用吹出溝、５０，１００  テーブル、５２ａ  上板、５２ｂ  下板、５４ａ，５４ｂ  側面板、５６ａ  前板、６０ａ  前気体室、６０ｂ  後気体室、６２，６４，６６ａ，６６ｂ  浅溝、７０  Ｙテーブル送り機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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